Question

考虑一种块方案，其中存在反馈路径，并且反馈信号由某种滤波器滤波。

如何在Matlab（而不是Simulink）中实现这一点？我对滤波器特别怀疑：我应该选择哪个信号间隔来执行滤波器？

例如，如果过滤器具有n系数，是否足以过滤从i_n到i的信号间隔，其中i是当前的迭代步骤？

我想复制Simulink对反馈循环的行为，但我发现没有办法将simulink模型导出到Matlab脚本。

Answer 1

对于您的第一个问题，间隔取决于您的采样时间。但是，要实现实际的simulink行为，这也取决于您的求解器选项。当然，实现固定步长求解器比变量步骤1更容易。

现在让我们考虑一个最简单的反馈放大器

In--->----Add--->----Gain--->---Out
           |           |
           ^           V
           |--filter---|

如果滤波器具有n个系数，则需要存储器来保留先前的输入（假设为FIR滤波器）。这是persistent变量派上用场的地方。所以你的电话可能如下：

%% Sample Pseudocode. Do not run it until you fully understand.

function xo = feedbackTest(xi)
n = numel(xi);
xo = zeros(n,1);
for idx = 1:n // feed through and feedback
    xo(idx) = fsystem(xi(idx)) + xi(idx); 
end
%% ---------- filter ---------
function out = fsystem(in)
% y = a1[n] + a2[n-1] + a3[n-2]; // you need to insert your coefficients 
persistent x1 x2 x3; // retain previous inputs
if isempty(x2) x2 = 0; end
if isempty(x1) x1 = 0; end
x3 = x2;
x2 = x1;
x1 = in;
out = a1*x1 - a2*x2 + a3*x3;

当然，上面的例子只是一个演示，表明可以使用脚本/函数设计反馈循环。对于一个非常复杂的系统，它仍然可以实现，但如果不使用Simulink将非常困难。您很可能花大部分时间设计过滤器模块而不是实际的控制机制。

[编辑]

对于像Butterworth这样的IIR滤波器，它将涉及滤波器/系统中的前馈路径。但是，实现概念与fsystem()中所示类似。最好根据截止值和波纹编写一个生成适当系数的函数（假设您知道方程式），然后在系统中应用滤波器。每当您需要在整个模型中使用新过滤器时，您不必对系数进行硬编码。

希望这能回答你的问题。

Answer 2

如果您拥有Control System Toolbox，则可以将您的过滤器和系统的其他组件表示为transfer function或state-space个对象，并使用feedback等功能连接它们。一旦用反馈循环表示整个系统，就可以使用lsim等函数来模拟系统对特定输入的时间响应。

查看Creating and Manipulating Linear Models的基本示例。

如何在Matlab中实现反馈循环？

2 个答案: